Efeitos de apocarotenoides na tolerância à seca em gramíneas

Resumo

Os cenários agrícolas futuros sob a influência das mudanças climáticas, com episódios de seca mais intensos, demandam soluções biotecnológicas que promovam a tolerância nas plantas cultivadas. As gramíneas C4 ocupam papel de destaque na agricultura mundial, essenciais para alimentação humana e animal, assim como para produção de biomassa voltada à bioenergia. Apocarotenoides, compostos de ocorrência natural derivados da clivagem oxidativa de carotenoides, têm grande potencial para proteção das culturas frente às mudanças climáticas, devido seus efeitos protetivos já caracterizados em plantas C3 sob diferentes condições de estresses, incluindo o déficit hídrico. Nossa hipótese de trabalho é que apocarotenoides tem efeito protetivo em gramíneas C4 e, portanto, abordagens de engenharia genética visando o acúmulo desses compostos podem gerar genótipos tolerantes à seca. A presente proposta investigará a contribuição do apocarotenoide derivado do ²-caroteno na tolerância ao estresse hídrico em gramíneas C4, utilizando a espécie modelo Setaria viridis. Pretendemos avaliar como o pré-tratamento com apocarotenoides afeta plantas de Setaria submetidas ao estresse hídrico e manipular a biossíntese desses compostos na espécie para promover a tolerância à seca. Serão utilizadas estratégias tanto de sobrexpressão de genes heterólogos previamente caracterizados, quanto de ativação transcricional específica dos genes endógenos de Setaria por meio das ferramentas biotecnológicas baseadas em CRISPR-Cas. A melhor compreensão do papel dos apocarotenoides permitirá o avanço de conhecimento atual acerca dos mecanismos de tolerância a estresses ambientais em gramíneas C4, assim como o delineamento de novas estratégias para obtenção de culturas resilientes ao clima.